JP4543770B2 - Fiber type optical switch - Google Patents

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Description

本発明は、光の透過及び遮断の制御に使用する光スイッチに係り、特に、ホーリー光ファイバを用いたファイバ型光スイッチに関するものである。 The present invention relates to an optical switch used to control the transmission and blocking of light, particularly, to a fiber-type optical switch using a holey optical fiber.

従来の光ファイバでは得られない特性を有する光ファイバであるフォトニック結晶構造を有するフォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ：Photonic Crystal Fiber）が注目されている。   A photonic crystal fiber (PCF) having a photonic crystal structure, which is an optical fiber having characteristics that cannot be obtained by a conventional optical fiber, has attracted attention.

フォトニック結晶構造とは、屈折率の周期構造のことであり、例えば、蜂の巣のようなハニカム構造の空間をクラッドに形成することで光の禁制帯であるフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ：Photonic Band Gap ）が発生する。非特許文献１には、ＰＢＧを導波原理としたＰＣＦについて記載されており、非特許文献２には、ＰＢＧ構造を導波原理とする中空コアのＰＣＦについて記載されている。   The photonic crystal structure is a periodic structure of refractive index. For example, a photonic band gap (PBG) that is a forbidden band of light by forming a honeycomb structure space like a honeycomb in a clad. ) Occurs. Non-Patent Document 1 describes a PCF using PBG as a guiding principle, and Non-Patent Document 2 describes a hollow core PCF using a PBG structure as a guiding principle.

また、ＰＢＧ構造のみを導波原理とする光ファイバではないが、従来のガラス組成の違いによる比屈折率差をもたせた光ファイバのクラッドに空孔を形成し、クラッドの実効的な屈折率を下げて比屈折率差を大きくするホーリー光ファイバがある。これは、非特許文献３に記載されているように、通常のシングルモード光ファイバのクラッドに４個あるいは６個の空孔を形成し、実効的な比屈折率差を大きくしたホーリー光ファイバで、曲げ損失特性が通常のシングルモード光ファイバに比べて１／１００以下になる光ファイバを実現している。   Also, it is not an optical fiber that uses only the PBG structure as the guiding principle, but a hole is formed in the clad of the optical fiber having a relative refractive index difference due to the difference in the glass composition in the past, and the effective refractive index of the clad is increased. There is a holey optical fiber that lowers the relative refractive index difference to increase it. As described in Non-Patent Document 3, this is a holey optical fiber in which four or six holes are formed in a clad of a normal single mode optical fiber, and an effective relative refractive index difference is increased. Thus, an optical fiber having a bending loss characteristic of 1/100 or less as compared with a normal single mode optical fiber is realized.

また、光ファイバの光路を選択的に遮断することによりスイッチング信号を得るようにした光スイッチ装置にあたっては、対をなす電気光学素子によって投光手段及び受光手段をそれぞれ構成すると共に、各電気光学素子間を光コネクタ及び光ファイバを介して光結合する光路を形成し、上記光ファイバの途中部位に、その光路を選択的に遮断する光スイッチ部を設けることにより製造されるのが通常である（例えば、特許文献１参照）。   Further, in an optical switch device that obtains a switching signal by selectively blocking an optical path of an optical fiber, a light projecting unit and a light receiving unit are respectively configured by a pair of electro-optical elements, and each electro-optical element It is usually manufactured by forming an optical path that optically couples through an optical connector and an optical fiber, and by providing an optical switch portion that selectively blocks the optical path at an intermediate portion of the optical fiber ( For example, see Patent Document 1).

特開２０００−２７５５５１号公報JP 2000-275551 A ナイト（J.C.Knight）等，「フォトニック バンド ギャップ ガイダンス イン オプティカル ファイバ（Photonic Band Gap Guidance in Optical Fibers）」，サイエンス（Science ），（米国），１９９８年１１月２０日，第２８２号，ｐ．１４７６−１４７８Knight, et al., “Photonic Band Gap Guidance in Optical Fibers,” Science, (USA), November 20, 1998, No. 282, p. 1476-1478 クレガン（R.F.Cregan）等，「シングルモード フォトニック バンド ギャップ ガイダンス オブ ライト イン エア（Single-Mode Photonic Band Gap Guidance of Light in Air）」，サイエンス（science ），（米国），１９９９年９月３日，第２８５号，ｐ．１５３７−１５３９Cregan et al., “Single-Mode Photonic Band Gap Guidance of Light in Air,” Science, (USA), September 3, 1999, No. 285, p. 1535-1539 姚兵等，「ホーリーファイバの実用化に関する一検討」，信学技法，社団法人電子情報通信学会，２００３年１月１６日，第１０２巻，第５８１号，ｐ．４７−５０Mercenary et al., “A Study on Practical Use of Holy Fiber”, Shingaku Techniques, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, January 16, 2003, Vol. 102, No. 581, p. 47-50

光スイッチ装置の動作信頼性を高める上で最も問題になるのは、光結合部分の精度であり、特に、光ファイバの光路を選択的に遮断するための構造の組立精度を十分に高める必要がある。   The most serious problem in increasing the operational reliability of the optical switch device is the accuracy of the optical coupling portion. In particular, it is necessary to sufficiently increase the assembly accuracy of the structure for selectively blocking the optical path of the optical fiber. is there.

しかしながら、光スイッチの光結合部分の精度を高めるためには、その光結合部分の構造が複雑化してしまうという問題点があり、構造の複雑化は製造工程や歩留まりからコスト高となってしまう。   However, in order to increase the accuracy of the optical coupling portion of the optical switch, there is a problem that the structure of the optical coupling portion becomes complicated, and the complexity of the structure increases the cost due to the manufacturing process and the yield.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡易構造かつ低コストのファイバ型光スイッチを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a fiber type optical switch having a simple structure and low cost.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、コアと、該コアを中心とする円周上に等間隔に空孔を形成したクラッドとからなるホーリー光ファイバに、屈折率が温度特性を有し、温度変化による屈折率の変化範囲内にクラッドの屈折率を含む屈折率整合剤を前記空孔内に充填した整合剤充填部を形成し、該整合剤充填部の外部に前記屈折率整合剤の温度を制御する温度制御手段を設けたファイバ型光スイッチであって、前記温度制御手段は、前記ホーリー光ファイバを挿通するためのファイバ挿通路が形成された高熱伝導部材を有し、前記ファイバ挿通路は、前記高熱伝導部材の両端に形成され前記ホーリー光ファイバを挿通するための挿通口と該挿通口よりも低い位置に形成された挿通路底部とを有し、前記挿通路底部に位置する前記ホーリー光ファイバの前記空孔内にのみ前記屈折率整合剤を充填して前記整合剤充填部を形成し、前記ホーリー光ファイバの両端をシングルモードファイバで封止したファイバ型光スイッチである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a holey optical fiber comprising a core and a clad in which holes are formed at equal intervals on a circumference centered on the core. And forming a matching agent filling portion filled with the refractive index matching agent including the refractive index of the clad within the range of change in the refractive index due to temperature change, and the refraction is provided outside the matching agent filling portion. A fiber-type optical switch provided with temperature control means for controlling the temperature of the rate matching agent, wherein the temperature control means has a high heat conduction member in which a fiber insertion path for inserting the holey optical fiber is formed. The fiber insertion passage has an insertion opening formed at both ends of the high heat conducting member for inserting the holey optical fiber and an insertion passage bottom formed at a position lower than the insertion opening. Located at the bottom Only in the pores in the Ri optical fiber filled with the index matching agent to form said matching agent filling unit, is across fiber-type optical switch is sealed in a single mode fiber of the holey optical fiber.

請求項２の発明は、前記空孔の数が４つ以上の偶数本である請求項１に記載のファイバ型光スイッチである。 A second aspect of the present invention, the number of the holes is a fiber-type optical switch according to claim 1 which is 4 or more even number.

請求項３の発明は、温度１０〜４０℃の範囲で、波長１．３１μｍにおける前記屈折率整合剤の屈折率の変化範囲は、１．４３９〜１．４５１の範囲を含む請求項１または２に記載のファイバ型光スイッチである。 A third aspect of the present invention, the range of temperature 10 to 40 ° C., the variation range of the refractive index of the index matching medium at the wavelength 1.31μm is claim 1 or 2 including a range of 1.439 to 1.451 The fiber type optical switch described in 1.

本発明によれば、光を透過、遮断する光スイッチの構造が簡易になるといった優れた効果を発揮する。   According to the present invention, an excellent effect is achieved such that the structure of an optical switch that transmits and blocks light is simplified.

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１に、ファイバ型光スイッチに用いるホーリー光ファイバ１１の断面図とそのＡ−Ａ線断面における屈折率分布を示す。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a holey optical fiber 11 used in a fiber type optical switch and a refractive index distribution in a cross section taken along line AA.

ホーリー光ファイバ１１は、コア３１と、その周囲に形成されるクラッド３２とからなる。クラッド３２には、コア３１を中心とした円周上に、円周方向に等間隔に６本の円柱状の空孔３３がファイバ長手方向にわたって形成されている。図１では、ホーリー光ファイバ１１が備える空孔３３の数は６本であるが、これに限らず、３本以上備えればよく、光ファイバの対称性を考慮すると、４本以上の偶数本が好ましい。   The holey optical fiber 11 includes a core 31 and a clad 32 formed around the core 31. In the clad 32, six cylindrical holes 33 are formed on the circumference around the core 31 at equal intervals in the circumferential direction along the longitudinal direction of the fiber. In FIG. 1, the number of holes 33 provided in the holey optical fiber 11 is six. However, the number of holes 33 is not limited to this, and it is sufficient to provide three or more. Considering the symmetry of the optical fiber, an even number of four or more. Is preferred.

クラッド３２は純粋石英で形成され、その屈折率をｎ0 とすると、コア３１にはゲルマニウムがドープされているためその屈折率ｎ1 はｎ0 よりわずかに高く、空孔３３は、空気またはＮ2 ，Ｈｅ，Ａｒ等の不活性ガスであるため、その屈折率ｎ2 は略１であり、ｎ0 より低い。 The clad 32 is made of pure quartz, and its refractive index is n 0. Since the core 31 is doped with germanium, its refractive index n 1 is slightly higher than n 0 , and the holes 33 are formed of air or N 2 , because it is an inert gas such as He, Ar, etc., its refractive index n 2 is approximately 1, which is lower than n 0 .

ホーリーファイバ１１の空孔３３の任意の位置に、屈折率が温度特性を持ち、温度変化による屈折率の変化範囲内にクラッド３２の屈折率を含む屈折率整合剤を挿入し、空孔３３に屈折率整合剤の充填された部位を整合剤充填部とする。   A refractive index matching agent including a refractive index of the clad 32 is inserted into the hole 33 at an arbitrary position of the hole 33 of the holey fiber 11. A portion filled with the refractive index matching agent is defined as a matching agent filling portion.

ファイバ型光スイッチは、ホーリー光ファイバ１１内に、上記整合剤充填部を備え、整合剤充填部が、ホーリーファイバ１１を伝搬する光を透過、遮断するスイッチ機能を有するものである。   The fiber-type optical switch includes the matching agent filling portion in the holey optical fiber 11, and the matching agent filling portion has a switch function of transmitting and blocking light propagating through the holey fiber 11.

屈折率整合剤の空孔３３への挿入方法は、ホーリー光ファイバ１１を屈折率整合剤の入った容器に垂直に挿入し、毛細管現象を利用して、屈折率整合剤の液面より上昇しホーリーファイバ１１内に挿入した屈折率整合剤をそのままホーリー光ファイバ１１の空孔３３に取り込む。そして、ホーリー光ファイバ１１の片端面を吸引する、または空気を圧入することにより屈折率整合剤をホーリー光ファイバ１１の所定の位置に配することができる。   The refractive index matching agent is inserted into the hole 33 by inserting the holey optical fiber 11 vertically into the container containing the refractive index matching agent and using the capillary phenomenon to rise from the liquid level of the refractive index matching agent. The refractive index matching agent inserted into the holey fiber 11 is taken into the hole 33 of the holey optical fiber 11 as it is. Then, the refractive index matching agent can be disposed at a predetermined position of the holey optical fiber 11 by sucking one end face of the holey optical fiber 11 or press-fitting air.

ここで、図２に、本実施の形態で用いた屈折率整合剤の温度と屈折率（波長１．３１μｍ）の関係を示す。   Here, FIG. 2 shows the relationship between the temperature and the refractive index (wavelength: 1.31 μm) of the refractive index matching agent used in the present embodiment.

図２に示すように、常温（２５℃）では、クラッド３２を形成する純粋石英と同じ屈折率となり、温度が高くなると屈折率は低下し、温度が低くなると屈折率は高くなるような温度屈折率曲線を描く。より具体的には、２０℃で約１．４４７、４０℃で約１．４３９である。   As shown in FIG. 2, at a normal temperature (25 ° C.), the refractive index is the same as that of pure quartz forming the clad 32. The refractive index decreases as the temperature increases, and the refractive index increases as the temperature decreases. Draw a rate curve. More specifically, it is about 1.447 at 20 ° C. and about 1.439 at 40 ° C.

本実施の形態で用いた波長１．３１μｍにおける屈折率整合剤の屈折率の変化範囲は、温度１０〜４０℃で、１．４３９〜１．４５１の範囲を含んでいる。   The range of change in the refractive index of the refractive index matching agent at a wavelength of 1.31 μm used in this embodiment is a temperature of 10 to 40 ° C. and includes a range of 1.439 to 1.451.

クラッドよりも屈折率の低い、または同じ光学材料（屈折率整合剤等）が空孔３３に充填されている場合、あたかも空孔３３のない通常の光ファイバ、または若干比屈折率差の大きい通常の光ファイバと同じ構造となり、それを導波する光は減衰することなく伝搬する。   When the hole 33 is filled with the same optical material (refractive index matching agent or the like) whose refractive index is lower than that of the cladding, it is as if a normal optical fiber without the hole 33 or a slightly larger relative refractive index difference. Thus, the light guided therethrough propagates without being attenuated.

ホーリー光ファイバ１１の優れた曲げ特性は、コア３１近傍に空孔３３が存在するためであるが、光学材料を充填すると、空孔がない通常の光ファイバと同じ構造になり、曲げ特性がやや低下する。   The excellent bending characteristics of the holey optical fiber 11 are due to the presence of holes 33 in the vicinity of the core 31, but when filled with an optical material, the structure is the same as that of a normal optical fiber having no holes, and the bending characteristics are slightly higher. descend.

一方、クラッドよりも屈折率の高い光学材料が充填された場合、クラッドよりも屈折率の高い部分が、本来のコア以外にも生じるので、コアが複数存在する状態になる。すなわち、ホーリー光ファイバのコアと空孔、空孔同士の間隔が光の波長オーダーで接近しているとき、光のカップリング現象が生じ、本来のコアを伝搬してきた光が空孔に乗り移ってしまう。乗り移った光は、光学材料がある空孔を伝搬するが、光学材料が充填されていない空孔では、光は伝搬されないので、非常に大きな損失が生じ、光が遮断される。   On the other hand, when an optical material having a refractive index higher than that of the clad is filled, a portion having a refractive index higher than that of the clad is generated in addition to the original core, so that a plurality of cores exist. That is, when the hole and hole between holey optical fiber cores are close to each other in the order of the wavelength of light, light coupling occurs, and light propagating through the original core is transferred to the holes. End up. The transferred light propagates through a hole with an optical material, but light does not propagate through a hole not filled with the optical material, so that a very large loss occurs and the light is blocked.

以上より、本実施の形態のファイバ型光スイッチ１０は、温度により空孔に充填された屈折率整合剤の屈折率が変化し、その屈折率がクラッドの屈折率より高い場合、スイッチに導波された光を遮断し、クラッドの屈折率より低い、または同じ場合は、光を透過させる作用を持つ。   As described above, the fiber type optical switch 10 according to the present embodiment is guided to the switch when the refractive index of the refractive index matching agent filled in the holes changes depending on the temperature and the refractive index is higher than the refractive index of the cladding. If the refractive index of the clad is lower than or equal to the refractive index of the cladding, the light is transmitted.

本実施の形態のファイバ型光スイッチ１０は、外部温度に反応してファイバ伝搬光を透過又は遮断できるため、温度感知システムのセンサ等に利用できる。   Since the fiber type optical switch 10 of this embodiment can transmit or block the fiber propagation light in response to an external temperature, it can be used as a sensor of a temperature sensing system.

また、用いる屈折率整合剤は、使用する際の環境温度と、ホーリー光ファイバ１１のクラッド材により、その仕様を換えてもよい。   The specifications of the refractive index matching agent to be used may be changed depending on the environmental temperature when used and the cladding material of the holey optical fiber 11.

次に、図３に、他の実施の形態として温度制御手段を用いたファイバ型光スイッチ１０の斜視図を示す。   Next, FIG. 3 shows a perspective view of a fiber type optical switch 10 using temperature control means as another embodiment.

温度制御手段は、ペルチェ素子１４と銅ブロック１５ａ，１５ｂと断熱材１６及び電源１７とで構成される。   The temperature control means includes a Peltier element 14, copper blocks 15 a and 15 b, a heat insulating material 16, and a power source 17.

ホーリーファイバ１１には、空孔の形成されていない石英系シングルモード光ファイバ１２をホーリーファイバ１１の両接続端１３にそれぞれ融着接続されている。ホーリー光ファイバ１１の空孔３３には、屈折率整合剤を挿入しており、空孔３３がシングルモード光ファイバ１２，１２で封止された状態にある。ホーリーファイバ１１は、後述するファイバ挿通路を形成した高熱伝導材である２枚の銅ブロック１５ａ，１５ｂで挟み込まれている。銅ブロック１５ａ，１５ｂは、ペルチェ素子１４上に接して設けられ、銅ブロック１５ａ，１５ｂの上面及び全ての側面は断熱材１６で覆われている。ペルチェ素子１４には、電源１７が接続されている。   In the holey fiber 11, a silica-based single mode optical fiber 12 having no holes is fused and connected to both connection ends 13 of the holey fiber 11. A refractive index matching agent is inserted into the hole 33 of the holey optical fiber 11, and the hole 33 is sealed with the single mode optical fibers 12 and 12. The holey fiber 11 is sandwiched between two copper blocks 15a and 15b, which are high thermal conductivity materials that form a fiber insertion path to be described later. The copper blocks 15 a and 15 b are provided in contact with the Peltier element 14, and the upper surfaces and all side surfaces of the copper blocks 15 a and 15 b are covered with a heat insulating material 16. A power source 17 is connected to the Peltier element 14.

図４に、高熱伝導部材である銅ブロック１５ａの断面図を示す。   FIG. 4 shows a cross-sectional view of a copper block 15a which is a high heat conductive member.

図４に示すように、銅ブロック１５ａにはホーリーファイバ１１を挿通させる半割ファイバ挿通路が形成される。同様に、銅ブロック１５ｂにも半割ファイバ挿通路が形成され、銅ブロック１５ａ及び銅ブロック１５ｂを接合して、各々銅ブロック１５ａ、１５ｂに形成された半割ファイバ挿通路が対向して合わさり、ファイバ挿通路２１が形成される。ファイバ挿通路２１は、ファイバ挿通路２１の端である挿通口２４、２４より低く形成される挿通路底部２２を備えたＵ字状に形成される。   As shown in FIG. 4, a half fiber insertion passage through which the holey fiber 11 is inserted is formed in the copper block 15 a. Similarly, a half fiber insertion path is also formed in the copper block 15b, the copper block 15a and the copper block 15b are joined, and the half fiber insertion paths formed in the copper blocks 15a and 15b are opposed to each other, A fiber insertion path 21 is formed. The fiber insertion path 21 is formed in a U shape having an insertion path bottom 22 formed lower than the insertion ports 24 and 24 that are ends of the fiber insertion path 21.

ホーリー光ファイバ１１は、ファイバ挿通路２１に挿通され、ファイバ挿通路２１の底部２２に位置するホーリー光ファイバ１１の空孔３３に屈折率整合剤が充填され、整合剤充填部２３が形成される。ファイバ挿通路２１の形状は、ファイバ長手方向がＵ字状に限らず、Ｖ字状でもよく、空孔３３内に挿入された屈折率整合剤が、空孔３３内の所定の位置で留まる形状に形成されればいずれでもよい。   The holey optical fiber 11 is inserted into the fiber insertion passage 21, and the hole 33 of the holey optical fiber 11 positioned at the bottom 22 of the fiber insertion passage 21 is filled with a refractive index matching agent, thereby forming a matching agent filling portion 23. . The shape of the fiber insertion path 21 is not limited to the U shape in the longitudinal direction of the fiber, but may be a V shape. The refractive index matching agent inserted into the hole 33 stays at a predetermined position in the hole 33. Any of these may be used.

他の実施の形態では、図３に示したファイバ型光スイッチ１０において、ホーリーファイバ１１の長さは０．３ｍ、融着接続したシングルモード光ファイバ１２の長さはそれぞれ０．６ｍにした。また、図４に示した銅ブロック１５ａ，１５ｂに形成されたファイバ挿通路２１の大きさは径１３０μｍにした。   In another embodiment, in the fiber-type optical switch 10 shown in FIG. 3, the length of the holey fiber 11 is 0.3 m, and the length of the fusion-connected single mode optical fiber 12 is 0.6 m. The size of the fiber insertion path 21 formed in the copper blocks 15a and 15b shown in FIG.

他の実施の形態であるファイバ型光スイッチ１０の作用について説明する。   The operation of the fiber type optical switch 10 according to another embodiment will be described.

ペルチェ素子１４は、異種の金属の接触面を通じて弱い電流が流れたとき、熱の発生や吸収が起こるペルチェ効果を利用した素子である。電源１７でペルチェ素子１４に電流を流すと、銅ブロック１５ａ，１５ｂが加熱され、整合剤充填部２３の屈折率整合剤の温度が上昇する。一方、それとは逆方向の電流をペルチェ素子１４に流すと銅ブロック１５ａ，１５ｂが冷却され、整合剤充填部２３の屈折率整合剤の温度が低下する。また、断熱材１６は、銅ブロック１５、１５の温度を外部と遮断するために設けられている。   The Peltier element 14 is an element utilizing the Peltier effect in which heat is generated and absorbed when a weak current flows through a contact surface of different kinds of metals. When a current is passed through the Peltier element 14 by the power source 17, the copper blocks 15 a and 15 b are heated, and the temperature of the refractive index matching agent in the matching agent filling portion 23 rises. On the other hand, when a current in the opposite direction is passed through the Peltier element 14, the copper blocks 15a and 15b are cooled, and the temperature of the refractive index matching agent in the matching agent filling portion 23 is lowered. Moreover, the heat insulating material 16 is provided in order to interrupt | block the temperature of the copper blocks 15 and 15 from the exterior.

銅ブロック１５ａ，１５ｂの温度変化により、整合剤充填部２３に温度変化が生じると、空孔３３に充填された屈折率整合剤は、図２に示す屈折率温度特性を持つため、シングルモード光ファイバ１２より入射されてファイバ型スイッチ１０を伝搬する光は、屈折率整合剤の屈折率がクラッドより低いまたは同じ場合は、整合剤充填部２３を透過し、屈折率整合剤の屈折率がクラッドより、高い場合は、整合剤充填部２３において遮断される。   When the temperature change occurs in the matching agent filling portion 23 due to the temperature change of the copper blocks 15a and 15b, the refractive index matching agent filled in the holes 33 has the refractive index temperature characteristic shown in FIG. When the refractive index of the refractive index matching agent is lower than or equal to that of the clad, the light incident from the fiber 12 and propagating through the fiber type switch 10 is transmitted through the matching agent filling portion 23, and the refractive index of the refractive index matching agent is clad. If it is higher, the matching agent filling part 23 is blocked.

図５はファイバ型光スイッチ１０の温度と伝送損失の関係を示す図である。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the temperature of the fiber type optical switch 10 and the transmission loss.

図５に示すように、屈折率整合剤の温度が２０℃から４０℃の温度内にあるときの伝送損失は０．５ｄＢであり、損失が殆どなく光を透過している。屈折率整合剤２３の温度が１０℃の時の伝送特性は１０．６ｄＢであり、光を遮断している。   As shown in FIG. 5, the transmission loss is 0.5 dB when the temperature of the refractive index matching agent is within the range of 20 ° C. to 40 ° C., and there is almost no loss and light is transmitted. The transmission characteristic when the temperature of the refractive index matching agent 23 is 10 ° C. is 10.6 dB, which blocks light.

以上、ファイバ型光スイッチ１０は、ホーリー光ファイバ１１の任意の位置で空孔３３内に屈折率整合剤を充填したものであり、それを外部に設けた温度制御手段で屈折率整合剤の温度を制御し、整合剤充填部２３を伝搬する光の透過、遮断を制御したものである。   As described above, the fiber type optical switch 10 is the one in which the hole 33 is filled with the refractive index matching agent at an arbitrary position of the holey optical fiber 11, and the temperature of the refractive index matching agent is provided by the temperature control means provided outside. And the transmission and blocking of the light propagating through the matching agent filling portion 23 are controlled.

ここで、温度制御手段は、ペルチェ素子１４、銅ブロック１５ａ，１５ｂ、断熱材１６，電源１７を用いたが、これに限らず、他のヒータ等を用いてもよい。ただし、発熱と冷却の両方できる機能を有する素子が望ましい。また、高熱伝導部材は銅に限らず、熱伝導性を有すればいずれの金属で形成してもよい。   Here, although the Peltier element 14, copper block 15a, 15b, the heat insulating material 16, and the power supply 17 were used for the temperature control means, it is not restricted to this, You may use another heater. However, an element having a function capable of both heat generation and cooling is desirable. Further, the high thermal conductive member is not limited to copper, and may be formed of any metal as long as it has thermal conductivity.

また、上述の実施の形態では、波長１．３１μｍの光を透過、遮断させる光スイッチについて説明したが、これに限らず、導波させる光の波長帯により、屈折率整合剤を代替してもよい。   In the above-described embodiment, the optical switch that transmits and blocks light having a wavelength of 1.31 μm has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the refractive index matching agent may be replaced by the wavelength band of light to be guided. Good.

本実施の形態に係るファイバ型光スイッチに用いるホーリー光ファイバの断面図及び屈折率分布図である。It is sectional drawing and refractive index distribution figure of the holey optical fiber used for the fiber type optical switch which concerns on this Embodiment. 図１のファイバ型光スイッチに用いる屈折率整合剤の屈折率−温度特性を表す図である。It is a figure showing the refractive index-temperature characteristic of the refractive index matching agent used for the fiber type optical switch of FIG. 温度制御手段を用いたのファイバ型光スイッチの斜視図である。It is a perspective view of a fiber type optical switch using temperature control means. 図３における銅ブロックのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line of the copper block in FIG. 図３のファイバ型光スイッチの整合剤充填部の伝送損失−温度特性を表す図である。It is a figure showing the transmission loss-temperature characteristic of the matching agent filling part of the fiber type optical switch of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ファイバ型光スイッチ
１１ ホーリー光ファイバ
１２ シングルモード光ファイバ
１４ ペルチェ素子
１５ａ，１５ｂ 銅ブロック
２１ ファイバ挿通路
２３ 整合剤充填部
３１ コア
３２ クラッド
３３ 空孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fiber type optical switch 11 Holey optical fiber 12 Single mode optical fiber 14 Peltier element 15a, 15b Copper block 21 Fiber insertion path 23 Matching agent filling part 31 Core 32 Cladding 33 Hole

Claims (3)

コアと、該コアを中心とする円周上に等間隔に空孔を形成したクラッドとからなるホーリー光ファイバに、屈折率が温度特性を有し、温度変化による屈折率の変化範囲内にクラッドの屈折率を含む屈折率整合剤を前記空孔内に充填した整合剤充填部を形成し、該整合剤充填部の外部に前記屈折率整合剤の温度を制御する温度制御手段を設けたファイバ型光スイッチであって、
前記温度制御手段は、前記ホーリー光ファイバを挿通するためのファイバ挿通路が形成された高熱伝導部材を有し、
前記ファイバ挿通路は、前記高熱伝導部材の両端に形成され前記ホーリー光ファイバを挿通するための挿通口と該挿通口よりも低い位置に形成された挿通路底部とを有し、
前記挿通路底部に位置する前記ホーリー光ファイバの前記空孔内にのみ前記屈折率整合剤を充填して前記整合剤充填部を形成し、前記ホーリー光ファイバの両端をシングルモードファイバで封止したことを特徴とするファイバ型光スイッチ。 A holey optical fiber consisting of a core and a clad having pores formed at equal intervals on the circumference centered on the core has a refractive index with temperature characteristics, and the clad is within the range of refractive index change due to temperature change. A fiber having a matching agent filling part filled with a refractive index matching agent containing a refractive index of the above-mentioned refractive index and a temperature control means for controlling the temperature of the refractive index matching agent outside the matching agent filling part Type optical switch,
The temperature control means has a high heat conduction member in which a fiber insertion path for inserting the holey optical fiber is formed,
The fiber insertion path has an insertion opening formed at both ends of the high thermal conductive member and an insertion path bottom portion formed at a position lower than the insertion opening for inserting the holey optical fiber;
The refractive index matching agent is filled only in the holes of the holey optical fiber located at the bottom of the insertion path to form the matching agent filling portion, and both ends of the holey optical fiber are sealed with single mode fibers. A fiber type optical switch characterized by that. 前記空孔の数が４つ以上の偶数本である請求項１に記載のファイバ型光スイッチ。 2. The fiber type optical switch according to claim 1 , wherein the number of holes is an even number of four or more. 温度１０〜４０℃の範囲で、波長１．３１μｍにおける前記屈折率整合剤の屈折率の変化範囲は、１．４３９〜１．４５１の範囲を含む請求項１または２に記載のファイバ型光スイッチ。 At a temperature range of 10 to 40 ° C., the variation range of the refractive index of the index matching medium at the wavelength 1.31μm is fiber-type optical switch according to claim 1 or 2 including a range of 1.439 to 1.451 .
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